:蓄熱燃燒技術(shù)是一種節(jié)能的新型燃燒技術(shù)，目前已經(jīng)在許多國家推廣應(yīng)用。該技術(shù)之所以具有較高的溫度效率和熱效率，蓄熱體是一個(gè)關(guān)鍵部件。但從實(shí)際應(yīng)用來看，陶瓷蜂窩體壽命往往不盡人意，原因是多方面的，主要是蜂窩體材質(zhì)不合理、使用環(huán)境惡劣或設(shè)計(jì)不合理等。

文章對現(xiàn)場提取的損壞陶瓷蜂窩體進(jìn)行了分析，總結(jié)出其損壞的原因和解決措施，以期為蜂窩體的選用、生產(chǎn)及現(xiàn)場的應(yīng)用、維護(hù)提供有益的建議。

1、損壞原因分析

目前廣泛使用的陶瓷蜂窩蓄熱體多采用莫來石質(zhì)，就理論上講，其耐火度和荷重軟化點(diǎn)都大于1400℃，完全能夠滿足加熱爐煙氣溫度小于1300℃的使用條件，但在實(shí)際應(yīng)用中卻出現(xiàn)破裂或堵塞的現(xiàn)象。綜合多個(gè)鋼廠加熱爐陶瓷蜂窩體的使用情況，將其損壞原因歸納如下：

(1)蜂窩體材質(zhì)

陶瓷蜂窩體材質(zhì)的選用非常關(guān)鍵，應(yīng)優(yōu)先考慮耐急冷急熱性能好、比熱大、密度大的材料。蜂窩體的破裂，很大程度上是由于其材質(zhì)的選取不合理。煙氣與空氣對陶瓷蜂窩體反復(fù)沖刷，導(dǎo)致陶瓷蜂窩體的溫度出現(xiàn)頻繁變化，這對其材質(zhì)提出了更高的要求。工程中使用的蜂窩體材質(zhì)耐急冷急熱性能往往不好，容易出現(xiàn)破損現(xiàn)象。目前蜂窩體有十多種材質(zhì)，其中以莫來石質(zhì)，鋁質(zhì)瓷，致密堇青石質(zhì)，疏散堇青石質(zhì)，炻瓷應(yīng)用最為廣泛，其化學(xué)成分組成及性能如表1。

(2)使用環(huán)境

爐內(nèi)的氧化鐵皮和材料本身的氧化鐵含量降低了蜂窩體的耐火度。蜂窩體的主要成分是Al2O3和SiO2。在還原性氣氛中，一些低鋁蓄熱體材料，只要吸收少量的氧化亞鐵，就會在低于1210℃的溫度下形成液相。而莫來石和剛玉的高鋁材料卻要到1380℃并吸收大量的氧化亞鐵之后，才會形成液相。

(3)設(shè)計(jì)因素

蓄熱式加熱爐中，雙蓄熱占絕大多數(shù)。由于空氣和煤氣的噴嘴都很大，空氣、煤氣流股混合效果不理想，會導(dǎo)致不完全燃燒。當(dāng)殘存的空氣和煤氣進(jìn)入蜂窩體狹小的空間內(nèi)混合，導(dǎo)致二次燃燒損壞蜂窩體。

空氣(或煤氣)和煙氣在蓄熱室內(nèi)的流動不均勻時(shí)，容易導(dǎo)致局部的溫度偏高或偏低，產(chǎn)生熱應(yīng)力從而影響蜂窩體的使用壽命。

(4)蜂窩體結(jié)構(gòu)

陶瓷蜂窩體的孔距及壁厚的選擇也很關(guān)鍵，能影響蜂窩體在吸熱和換熱過程中溫度場的變化和分布，進(jìn)而影響其使用壽命?？拙嗵。诎惭b蜂窩體時(shí)容易錯(cuò)位，氣體有效流通面積變小，阻力損失増大;孔距太大，氣體和蜂窩體的換熱不理想。因此，在一定的環(huán)境下，蜂窩體應(yīng)有一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)與之相適應(yīng)。

2、解決措施

通過對影響蓄熱體損壞的四大主要因素的分析，綜合實(shí)際使用情況，有針對性地提出解決措施。

(1)在陶瓷蜂窩體材料的選用上，不應(yīng)一味追求含鋁量。含鋁量越高，耐火度越高，但抗熱震性卻越差。在同一蓄熱室內(nèi)最好采用二種材料，由爐內(nèi)方向至爐外方向依次采用剛玉、莫來石、堇青石質(zhì)(或相近材質(zhì))，達(dá)到抗熱震性和耐火度的最佳優(yōu)化。

(2)在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)嚴(yán)格控制空燃比，減小鋼坯的氧化燒損，控制氧化亞鐵的生成量，進(jìn)而阻止氧化亞鐵被吸入蓄熱燒嘴內(nèi)，造成蜂窩體的損壞。

(3)煤氣不完全燃燒，將在蓄熱體內(nèi)進(jìn)行二次燃燒，造成蜂窩體損壞。設(shè)計(jì)燒嘴時(shí)，應(yīng)充分考慮兩噴口的角度、距離及兩股射流的動量比。同時(shí)控制空燃比，保證煤氣完全燃燒。這樣在蜂窩體內(nèi)，就不存在二次燃燒的問題。

(4)陶瓷蜂窩體孔距及壁厚的選擇要合適?？籽鄄捎脙煞N形式，靠近爐膛部位第一層采用大孔厚壁結(jié)構(gòu)，其余采用小孔薄壁結(jié)構(gòu)。不能為了追求比表面極大，選用過于細(xì)小的孔眼結(jié)構(gòu)，影響強(qiáng)度并且容易堵塞。每層蜂窩體之間留有部分間隙(弧面連接)，使氣流通暢，避免灰塵堵塞。根據(jù)孔距與壁厚的大小選擇合適的換向時(shí)間。通過理論計(jì)算，參考多家鋼廠加熱爐的實(shí)際使用情況，小孔薄壁蓄熱體多采用空格為2.8?3mm，壁厚0.8?1mm，換向時(shí)間30?60s。較長的換向時(shí)間對換向閥等關(guān)鍵設(shè)備的使用壽命有利。

3、結(jié)語

根據(jù)蓄熱式加熱爐陶瓷蜂窩體使用過程中損壞的主要原因，提出了解決措施，希望為蜂窩體的生產(chǎn)、選用和廣泛應(yīng)用提供幫助。只有不斷的對蓄熱式加熱爐進(jìn)行深入地研究，才能更好地發(fā)揮這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)越性。